TWI354965B - Backlight lamp short and broken protection circuit - Google Patents
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Description
1354965 ·. · [0001] [0002] 095138083 ' 100年06月17日修正替换頁 發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種背光燈管短路和開路保護電路,尤其 係用於液晶顯示裝置之背光燈管短路和開路保護電路。 【先前技術】 液晶顯示裝置因其具有低輻射性、輕薄短小及耗電低等 特點,故於使用上日漸廣泛,且隨著相關技術之成熟及 創新,其種類亦日益繁多。由於液晶顯示器中之液晶分 子本身並不發光,因此液晶顯示器需借助一背光模組發 光來實現圖像顯示,通常背光模組包括複數背光燈管, 對於該複數背光燈管所連接之高壓逆變器(Inverter)之 安規有很高要求,為了防止操作人員在不規範操作或意 外下,將背光燈管短路或燈管開路,在保証操作人員不 受傷害之同時也要保護好液晶顯示器之本身,這就要在 高壓逆變器内設計保護電路。請參閱圖1,係一種先前 技術背光燈管短路和開路保護電路100之示意圖。該背光 燈管短路和開路保護電路100包括四檢測電路110、一輸 入電路130、一脈寬調變積體電路150及一控制開關170 。該檢測電路110包括四背光燈管111、四檢測輸出端 11 2及四整流濾波電路113,每一背光燈管111藉由一整 流濾波電路113連接一檢測輸出端112。該輸入電路130 包括四二極體131、四偏置電阻132、四濾波電容135、 一第一電晶體1331、一第二電晶體1332、一第三電晶體 1 333、一第四電晶體1334。該第一電晶體1331之源極接 地,該第一電晶體1331之汲極電連接至該第二電晶體 1 332之源極,該第二電晶體1 332之汲極電連接至該第三 表單編號A0101 第5頁/共20頁 1003215737-0 1354965 ____ 100年OS月17日修正替换茛 電晶體1 333之源極,該第三電晶體1 333之汲極電連接至 該第四電晶體1334之源極,該第四電晶體1334之汲極係 該輸入電路130之輸出端。第一電晶體1331之閘極藉由一 偏置電阻132及一濾波電容135並聯接地,一二極體131 之負極電連接至該第一電晶體1331之閘極,該二極體131 之正極作為該輸入電路130之一輸入端。該第二電晶體 1 332、第三電晶體1 333及第四電晶體1334之閘極連接結 構與該第一電晶體1331之閘極連接相同。該四二極體131 之正極分別作為該輸入電路130之四輸入端。該脈寬調 變積體電路150包括一電流採樣端151,當該電流採樣端 151被拉為低電壓時,該脈寬調變積體電路150停止工作 。該控制開關170包括一第五電晶體171、第一、第二限 流電阻172、173及一輸出端175,該第五電晶體171之源 極接地,該第五電晶體171之汲極電連接至該脈寬調變積 體電路150之電流採樣端151,且藉由該第二限流電阻 173連接該輸出端175,該輸出端175輸入一高電壓,該 第五電晶體171之閘極及該第四電晶體1334之汲極同時藉 由該第一限流電阻172電連接至一電源VDD(電壓為5伏) 。正常工作時,該檢測電路110之四檢測輸出端112均輸 出四高電壓訊號。該四高電壓訊號經過該四二極體131使 得該第一電晶體1331、第二電晶體1332、第三電晶體 1333及第四電晶體1334均開啟,該第四電晶體1334之汲 極被下拉為低電壓,該電源VDD藉由該限流電阻172、該 第一電晶體1331、第二電晶體1332、第三電晶體1 333及 第四電晶體1334接地,故該第五電晶體171之閘極輸入低 電壓,該第五電晶體171關閉,因該輸出端175輸入一高 095138083 表單編號A0101 第6頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日修正替換頁 電壓,故該第五電晶體171之汲極為高電壓,該脈寬調變 積體電路150之該電流採樣端151為南電壓*故該脈寬調 變積體電路150處於正常工作狀態。當任意一檢測電路 110檢測到背光燈管111為開路或短路時,該檢測電路 110之檢測輸出端11 2產生一低電壓訊號,該低電壓訊號 經過該二極體131使得該第一電晶體1331、第二電晶體 1332、第三電晶體1 333及第四電晶體1 334之一關閉,由 於該第五電晶體1 71之閘極及該第四電晶體1 334之汲極同 時藉由該第一限流電阻1 72電連接該電源VDD。因此該第 五電晶體171之閘極為高電壓,該第五電晶體171開啟, 於是連接在該第五電晶體171汲極上之該電流採樣端151 被拉為低電壓,該脈寬調變積體電路150停止工作,實現 背光燈管開路和短路保護功能。該背光燈管開路和短路 保護電路100中,該輸入電路130包括第一、第二、第三 、第四電晶體1331、1332、1 333、1334四個電晶體, 如果採用之背光燈管增多時,該輸入電路130之電晶體也 需要相應增加。 【發明内容】 [0003] 有鑑於此,提供一種結構簡單之背光燈管開路保護電路 實為必要。 [0004] 一種背光燈管開路和短路保護電路,其包括一電源、一 檢測電路、一輸入電路及一脈寬調變積體電路。該檢測 電路包括複數燈管、至少一整流濾波電路及複數檢測輸 出端。該輸入電路包括複數二極體及一濾波電容。該脈 寬調變積體電路包括一電流採樣端及一過壓保護端。其 095138083 表單編號A0101 第7頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日核正菩换苜 中,某一燈管之低電壓端藉由一整流濾波電路與一檢測 輸出端連接,與該燈管串聯之另一燈管之低電壓端直接 連接一檢測輸出端。一連接有整流濾波電路之檢測輸出 端與該脈寬調變積體電路之電流採樣端電連接,其餘各 檢測輸出端分別與該輸入電路之各二極體之負極電連接 。該輸入電路之各二極體之正極均與該電源連接且藉由 該電容接地,該脈寬調變積體電路之過壓保護端與該電 源連接。當該電流採樣端與/或該過壓保護端輸入低電壓 時,該脈寬調變積體電路停止工作,當該燈管之數目為 奇數,該整流濾波電路之數目為燈管數目加一的一半, 當該燈管之數目為偶數,該整流濾波電路之數目為燈管 數目的一半。 [0005] 相較於先前技術,上述背光燈管開路和短路保護電路中 ,輸入電路之具有開關功能,省去了電晶體,也省去了 獨立之控制電路,該檢測電路只用了少量整流濾波電路 ,電路結構更為簡單。 【實施方式】 [0006] 請參閱圖2,係本發明第一實施方式所揭露之一種背光燈 管開路和短路保護電路之示意圖。該背光燈管開路和短 路保護電路200包括一檢測電路210、一輸入電路230、 一脈寬調變積體電路250。 該檢測電路210包括一第 一背光燈管2111、一第二背光燈管2112、一第三背光燈 管2113、一第四背光燈管2114、一第一檢測輸出端2151 、一第二檢測輸出端2152、一第三檢測輸出端2153、一 第四檢測輸出端2154及二整流濾波電路213。該第一 '第 095138083 表單編號A0101 第8頁/共20頁 1003215737-0
1354965 A 100年06月17日梭正替換頁 二背光燈管2111、2112之高電壓端分別接一交流電源兩 端,該第三、第四背光燈管2114之高電壓端分別接一交 流電源兩端,該二交流電源輸出位相一致之訊號,該第 一背光燈管2111之低電壓端藉由一整流濾波電路213連接 該第一檢測輸出端2151,該第三背光燈管2113之低電壓 端藉由一整流濾波電路213連接第三檢測輸出端2153,該 第二背光燈管2112之低電壓端連接該第二檢測輸出端 2152,該第四背光燈管2114之低電壓端連接第四檢測輸 出端2154。 該輸入電路230包括一第一開關二極體 231、一第二開關二極體232、一第三開關二極體233、 一分壓二極體234、一限流電阻235、一偏置電阻236、 一濾波電容237、一第一輸入端2381、一第二輸入端 2382及一第三輸入端2383。該第一、第二、第三開關二 極體231、232、233和該分壓二極體234之正極均藉由該 限流電阻235接至一直流電源VDD,該第一、第二、第三 開關二極體231、23 2、233之負極分別作为該第一、第 二、第三輸入端2381、2382、2383,該分壓二極體234 之負極藉由該偏置電阻236及該濾波電容237並聯接地。 該輸入電路230之每一輸入端可與該檢測電路210之任一 檢測輸出端電連接,例如該第一輸入端2381與該第一檢 測輸出端2151電連接,該第二輸入端2382與該第二檢測 輸出端2152電連接,該第三輸入端2383與該第四檢測輸 出端2154電連接。 [0007] 該脈寬調變積體電路250包括一電流採樣端251和一過壓 保護端253,為了避免誤操作,該電流採樣端251必須有 095138083 表單編號A0101 第9頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日梭正替換肓 訊號輸入,該電流採樣端251可與該檢測電路210之任一 檢測輸出端電連接,例如與第三檢測輸出端21 53連接。 為了保證輸入訊號的穩定可靠,該電流採樣端251同時藉 由一電容接地。該過壓保護端253與該輸入電路230之分 壓二極體234之負極電連接《當該電流採樣端251與/或該 過壓保護端253輸入低電壓時,該脈寬調變積體電路250 停止工作。 [0008] 本實施方式中,該第一、第二、第三、第四背光燈管 2111、2112、2113、2114均係採用冷陰極射線管,該 第一、第二、第三開關二極體231、232、233和該分壓 二極體234均係採用型號為BAW56/SOT之二極體,該限流 電阻235阻值為100ΚΩ,該偏置電阻236阻值為510ΚΩ, 該濾波電容237容抗為0.1#F,該電容容抗為33nF,該 脈寬調變積體電路250係採用型號為OZ9939G之積體電路 〇 [0009] 正常工作時,該檢測電路21 0之第一檢測輸出端21 51接有 整流濾波電路213,因此輸出正電壓訊號,反饋回該輸入 電路230之第一輸入端2381為正電壓,故該第一二極體 231截止。該檢測電路210之第三檢測輸出端21 53接有整 流濾波電路213,因此輸出正電壓訊號,反饋回該電流採 樣端251為正電壓。該第二、第四檢測輸出端2152、 2154均輸出位相一致之交流訊號,分別反饋回該輸入電 路230之第二、第三輸入端2382、2383為位相一致之交 流訊號。當該交流訊號處於正半週期時,該直流電源VDD 對該濾波電容237進行充電,該濾波電容237處於正電壓 095138083 表單编號A0101 第10頁/共20頁 1003215737-0 1354965 [0010] [0011] [0012] [0013] 100年06月17日轉替换頁 狀態,從而維持該脈寬調變積體電路25〇之過壓保護端 253為高電壓狀態。當該交流訊號處於負半週期時,該第 二、第三二極體2382、2383導通,將該直流電源VDD拉 為低電壓,該濾波電容237開始放電,但該濾波電容237 在該父流訊號處於負半週期内維持正電壓狀態,該過壓 保濩端253也為高電壓狀態,故該脈寬調變積體電路25〇 仍正常工作。 當該檢測電路210中之背光燈管短路或開路時,為方便描 述,現以第一背光燈管21Π開路或短路為例說明。該第 一檢測輸出端21 51輸出一低電壓訊號,該第一開關二極 體231處於導通狀態,該電源被下拉為低電壓,從而 使该脈寬調變積體電路250之過壓保護端253處於低電壓 狀態,該脈寬調變積體電路250處於保護狀態停止工作, 實現保護功能。 該第一、第四背光燈管2112、2114出現短路或開路之保 護原理與第一背光燈管2111相似,而第三背光燈管2113 出現短路或開路時該脈寬調變積體電路25〇之電流採樣端 251輸入一低壓訊號,該脈寬調變積體電路25〇處於保護 狀態停止工作,實現保護功能。 相較於先前技術’上述背光燈管開路和短路保護電路2〇〇 中,輸入電路230之二極鱧具有開關功能,省去了電晶體 ,也省去了獨立之控制電路,該檢測電路21〇只用了二整 流濾波電路,電路結構更為簡單。 請參閱圖3 ’其是本發明之第二實施方式之示意圖。該背 095138083 表單編號A0101 第Π頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日修正替換莨 光燈管開路和短路保護電路300之結構及連接方式與第一 實施方式大致相同,其區別在於:該檢測電路310還包括 一第五背光燈管311、一整流濾波電路313及一第五檢測, 輸出端315,該輸入電路330還包括一第四開關二極體 331及一第四輸入端338。該第五背光燈管311之低電壓 端藉由該整流濾波電路313接至該第五檢測輸出端315, 該第四開關二極體331之負極連接該第四輸入端338,該 第四輸入端338接收來至該第五檢測輸出端31 5之訊號。 本實施方式之保護原理與第一實施方式相同。 [0014] 藉由第一及第二實施方式可推斷出,背光燈管開路和短 路保護電路中,當燈管數量N為奇數時,該檢測電路中整 流濾波電路數量為(N + l)/2,當燈管數量N為偶數時,該 檢測電路中整流濾波電路數量為N/2,因此,本發明之背 光燈管開路和短路保護電路所用之整流濾波電路數量大 為減少,比先前技術結構簡單,成本低,占印刷電路板 面積少,容易布線,容易調試等優點。 [0015] 综上所述,本發明確已符合發明之要件,爰依法提出專 利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式, 本發明之範圍並不以上述實施方式為限,舉凡熟習本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化, 皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0016] 圖1係一種先前技術背光燈管開路和開路保護電路之示意 圖。 [0017] 圖2係本發明一較佳實施方式所揭露之一種背光燈管開路 095138083 表單編號 A0101 第 12 頁/共 20 頁 1003215737-0 1354965 100年06月17.日修正替換頁 和短路保護電路之不意圖。 [0018] 圖3係本發明第二實施方式所揭露之一種背光燈管開路和 短路保護電路之示意圖。 【主要元件符號說明】 [0019] 背光燈管開路和短路保護電路:200、300 [0020] 檢測電路:210、310 [0021] 整流濾波電路:213、313 [0022] 輸入電路:230、330 [0023] 第一開關二極體:231 [0024] 第二開關二極體:232 [0025] 第三開關二極體:233 [0026] 第四開關二極體:331 [0027] 分壓二極體:234 [0028] 脈寬調變積體電路:250 [0029] 限流電阻:235 [0030] 偏置電阻:2 3 6 [0031] 濾波電容:237 [0032] 電流採樣端:251 [0033] 過壓保護端:253 [0034] 第一背光燈管:2111 095138083 表單編號A0101 第13頁/共20頁 1003215737-0 1354965 1 100年06月17日梭正替換頁 [0035] 第二背光燈管:2112 [0036] 第三背光燈管:2113 [0037] 第四背光燈管:2114 [0038] 第五背光燈管:311 [0039] 第一檢測輸出端:2151 [0040] 第二檢測輸出端:2152 [0041] 第三檢測輸出端:21 53 [0042] 第四檢測輸出端:2154 [0043] 第五檢侧輸出端:315 [0044] 第一輸入端:2381 [0045] 第二輸入端:2382 [0046] 第三輸入端:2383 [0047] 第四輸入端:338 [0048] 背光燈管:311 [0049] 檢測輸出端:315 095138083 表單编號A0101 第14頁/共20頁 1003215737-0
Claims (1)
1354965 . ’ · 100年06月17日修正替換頁 七、申請專利範圍: 1 . 一種背光燈管開路和短路保護電路,其包括: 一電源; 一檢測電路,其包括複數燈管、至少一整流濾波電路及複 數檢測輸出端; 一輸入電路,其包括複數二極體及一電容; 一脈寬調變積體電路,其包括一電流採樣端及一過壓保護 端, 其中,某一燈管之低電壓端藉由一整流濾波電路與一檢測 輸出端連接,與該燈管串聯之另一燈管之低電壓端直接連 接一檢測輸出端,一連接有整流濾波電路之檢測輸出端與 該脈寬調變積體電路之電流採樣端電連接,其餘各檢測輸 出端分別與該輸入電路之各二極體之負極電連接,該輸入 電路之各二極體之正極均與該電源連接且藉由該電容接地 ,該脈寬調變積體電路之過壓保護端與該電源連接,當該 電流採樣端與/或該過壓保護端輸入低電壓時,該脈寬調 變積體電路停止工作,該燈管之數目為奇數,且該整流濾 波電路之數目為燈管數目加一的一半。 2 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該輸入電路還包括一分壓二極體,該分壓二極 體之正極連接該電源,該分壓二極體之負極連接該脈寬調 變積體電路之過壓保護端。 3 .如申請專利範圍第2項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該分壓二極體係型號為BAW56/S0T之二極體。 4 .如申請專利範圍第1項或第2項所述之背光燈管開路和短路 095138083 表單編號A0101 第15頁/共20頁 1003215737-0 .1354965 _____ 100年06月17日•修正替換頁* 保護電路,其中,該輸入電路還包括一偏置電阻,該偏置 電阻與該電容並聯。 5 .如申請專利範圍第4項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該偏置電阻阻值為51 Ok Ω。 6 .如申請專利範圍第4項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該輸入電路還包括一限流電阻,該限流電阻一 端連接該電源,另一端與該分壓二極體之正極連接。 7 .如申請專利範圍第6項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該限流電阻阻值為l〇〇k Ω。 8 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該脈寬調變積體電路之電流採樣端藉由一電容 接地。 9 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該二極體係型號為BAW56/SOT之二極體。 10 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該脈寬調變積體電路係採用型號為OZ9939G之 積體電路。 11 .如申請專利範圍第1項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該電容容抗值為0. luF。 12 . —種背光燈管開路和短路保護電路,其包括: 一電源; 一檢測電路,其包括複數燈管、至少一整流濾波電路及複 數檢測輸出端; 一輸入電路,其包括複數二極體及一電容; 一脈寬調變積體電路,其包括一電流採樣端及一過壓保護 端; 095138083 表單編號A0101 第16頁/共20頁 1003215737-0 1354965 100年06月17日梭正替换頁 其中,某一燈管之低電壓端藉由一整流濾波電路與一檢測 輸出端連接,與該燈管串聯之另一燈管之低電壓端直接連 接一檢測輸出端,一連接有整流濾波電路之檢測輸出端與 該脈寬調變積體電路之電流採樣端電連接,其餘各檢測輸 出端分別與該輸入電路之各二極體之負極電連接,該輸入 電路之各二極體之正極均與該電源連接且藉由該電容接地 ,該脈寬調變積體電路之過壓保護端與該電源連接,當該 電流採樣端與/或該過壓保護端輸入低電壓時,該脈寬調 變積體電路停止工作,該背光燈管之數目為偶數,且該整 流濾波電路之數目為燈管數目的一半。 13 .如申請專利範圍第12項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該背光燈管之數目為四。 14 .如申請專利範圍第13項所述之背光燈管開路和短路保護電 路,其中,該輸入電路還包括一分壓二極體,該分壓二極 體之正極連接該電源,該分壓二極體之負極連接該脈寬調 變積體電路之過壓保護端。 15 .如申請專利範圍第12項或第14項所述之背光燈管開路和 短路保護電路,其中,該輸入電路還包括一偏置電阻,該 偏置電阻與該電容並聯。 095138083 表單編號A0101 第17頁/共20頁 1003215737-0
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